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遵义市昆明路（浙商段）东南侧1#边坡支护方案设计
摘  要
本文详细介绍了遵义边坡的工程概况、场地工程地质条件、岩土体的物理力学性质及其稳定性的分析和支护方案的设计。该边坡为分为两段，总长为173米，高19.0-25.0米，为岩质边坡高边坡，为了保证边坡的稳定性,根据边坡设计基本要求和设计参数等多种因素，通过对边坡特征结合地质分析和计算，对边坡的稳定性进行了定性分析和定量计算。在对该边坡进行稳定性分析的定量计算中，采用了理正软件对边坡进行了计算及模拟分析，并得出了最不稳定的滑动面。分析及计算表明，该边坡不符合稳定性要求，需要进行支护。根据边坡概况及场地条件整个边坡，该边坡的AF段的支护方案采用了锚索格构梁挂网喷浆支护，并对其锚索的锚固力、锚固角进行了计算，并通过计算和对比选取了锚固长度，最后通过锚索锚固力确定了格构类型。本边坡支护设计方案在满足边坡稳定性的情况下兼顾降低工程造价以及支护工程施工的可行和方便。
关键词：边坡；边坡稳定性分析；锚索格构梁；支护工程
 
前言
我国是一个多山的国家，特别是云贵高原，随着西部开发，经济的发展，时代发展,道路建设在我国交通运输业所发挥的作用越来越重要。通过对道路改扩建现状的介绍分析,表明高速公路改扩建已经并将持续成为道路建设的主要方向。
全省道路建设迅速发展，道路边坡越来越受人们重视，边坡支护，治理应予以高度重视，在大量的工程实践过程中，大都存在对边坡工程病害特征和性质认识不清，治理措施不力等诸多问题，常常造成边坡工程变形和破坏，或因治理方案过于保守，造成不必要的浪费。为了满足安全可靠和经济合理双重目标，对边坡工程病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得十分重要。因此，边坡的支护计算域设计理论，施工技术等的要求越来越高。
研究或设计的目的和意义：
目的：通过对课题的设计，让我们学习如何将专业知识与实际的工程操作关系相结合：培养和锻炼我们独立分析问题，解决问题的能力：学会如何分析在施工过程中边坡的稳定性，选择何种支护方式：才能有效的满足稳定性的要求。
意义：为了保证边坡及其环境安全，对边坡应采取支护，加固与防护措施。查阅和学习了大量的资料，我发现：边坡支护工程的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工过程的安全，又要控制结构和周围岩土体的变形，以保证周围环境（相邻建筑物和地下公共设施）的安全，也要考虑经济能力，因此如何保证边坡工程的安全可靠，经济合理，实用可行是当前现代化城市建设的一个非常重要和迫切的问题。

第一章 工程概况
拟建“遵义市昆明路（浙商段）道路工程建设项目”位于遵义市市区香港路南侧，其拟建昆明路与香港路交叉，其地势开阔，交通方便。然而拟建物受环境条件限制，放坡条件有限。
拟建项目道路为双向车道，两边有人行道，道路总宽度为30m，其双向车道为18m，人行道为12m，标准路段由主车道（宽9.0m×2）、绿化分割带和人行道（宽6.0m×2）几部分构成，设计路面标高为863.50m-871.50m。该拟建道路两旁为拟建城市商业和住宅区，由于拟建道路及商业住宅区，商业住宅正负零标高为871.50m。
根据现场调查及勘探成果提供的拟建物总平面布置图，场地岩土工程地质条件为三叠系中统松子坎组泥灰岩（地层代号T₂S⁴），场地范围内无大断裂通过，地层连续，产状平稳，呈单斜构造，岩层产状为212˚∠26°，节理裂隙两组，一组为270˚∠72°，一组为76˚∠44°。薄层，中厚层状，节理裂隙发育。待该段道路及周围商业区建筑平场开挖后，将形成垂高度在22.0米，25.0米不等的人工挖方边坡，为岩质切向边坡，该边坡边坡安全等级为一级。


第二章  场区工程地质条件
2.1地形地貌
拟建场地的原始地貌为岩溶槽谷、山区丘陵地貌，地形不平坦，原始场地地面高程在900.00-870.00m之间，地形相对高差约25m。现场地由于挖填方平场，场地地势开阔，地形较平坦。
2.2地质构造
根据区域地质资料及场区附近相邻建筑的地质资料，该场地地质构造处于遵义向斜北端转处东翼，结合本次调查及场地钻探岩芯样，下伏基岩岩性为三叠系中统松子坎组泥灰岩（地层代号T₂S⁴）。根据现场地质调查结合区域地质资料，场地范围内无大断裂通过，地层连续，产状平稳，呈单斜构造，岩层产状为212˚∠26°。节理裂隙两组，一组为270˚∠72°，一组为76˚∠44°。薄～中厚层状，节理裂隙发育，根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度，场地中风化泥岩的岩体基本质量等级为Ⅳ级。

第三章  边坡岩土物理力学参数
现场取岩样9件作室内饱和单轴抗压强度试验，现场取岩样9件作室内岩体剪切试验，现分别进行抗剪强度指标及承载力统计计算如下：
3.1基岩
中风化泥灰岩室内剪切试验物理力学指标统计如下：
表3.1  岩石室内剪切试验物理力学试验指标计算表          

试验项目	试验 参数	范围值	统计 样数 n	平均值 (frm)	标准差 (σf)	变异 系数 δ	修正 系数 Ψ	标准值 (frk)
抗剪强度 （MPa）	Ck （MPa）	1.68～2.11	9	1.92	0.145	0.075	0.953	1.83
	φk （°）	30.8～32.7	9	31.66	0.669	0.021	0.987	31.24
1、抗剪强度Ck值统计数据：2.03、1.78、2.11、2.03、1.68、1.89、1.78、2.01、1.96。 2、抗剪强度φk值统计数据：31.6、31.1、31.9、32.1、30.9、31.4、30.8、32.7、32.4

 
中风化泥灰岩岩体抗剪强度指标：根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）、《贵州建筑岩土工程技术规范》(DB22/46-2004）结合以上岩体抗剪强度统计值确定岩石抗剪强度指标为：
重度γ=25.90KN/m³；内聚力C_k=1.83×0.2=366.0KPa；

第四章  边坡稳定性分析

边坡是指具有倾斜坡面的土体或岩体，由于坡表面倾斜，坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土自身具有一定的强度和人为地工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。边坡分为土质边坡和岩质边坡。边坡是否稳定受多种因数的影响，主要有：
(1)岩土性质的影响，包括岩土的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等；
(2)岩层的构造与结构的影响，表现在节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩土界面的形态以及坡向坡角等；
(3)水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动态变化等；
(4)地貌因数，如边坡的高度、坡度和形态等；
(5)风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩土的强度，改变地下水的动态；
(6)气候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化厚度以及岩石风化后的机械、化学变化，同时引起地下水(降水)作用的变化；
(7)地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低；另外人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因素同样可能造成边坡的失稳。

第五章 边坡设计与支护

5.1岩土锚固技术的发展与应用

岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术；由于这种技术大大减轻结构物的自重，节约工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的经济效益和社会效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。沿途锚固的基本原理就是利用锚杆（索）周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定，由于锚杆锚索的使用，它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的符合体，使其能有效地承受拉力和剪力。在岩土锚固中通常将锚杆和锚索成为锚杆。

最早使用锚杆的是1911年美国矿山巷道支护中利用的岩石锚杆，1918年洗利西安矿山开始使用锚杆支护，1934年舍尔法坝采用了预应力锚杆（索），目前各类岩土锚杆已达数百种之多，并且许多国家和地区先后都制定了锚杆规范或推荐性标准。我国在20世纪50年代开始应用锚杆，60年代开始大量采用锚固技术，特别是在我国矿山巷道，铁路隧道，公路隧道，排水隧道等地下工程中大量采用普通粘结性锚杆与喷射混凝土支护。近年来随着高速路的迅猛发展，在公路边坡，大型滑坡治理中更多采用预应力锚杆加固技术。

结论及建议

7.1结论：

1、根据本边坡工程地质条件和开挖高度，该边坡为一级岩质边坡；

2、通过用平面滑动法和理正软件分析，边坡稳定性评价都是不稳定的，需要做支护设计；

    3、A~E段剖面支护方案采用锚索+格构+挂网喷浆支护，E~G段剖面支护方案地段采用锚杆+混凝土格构+挂网喷浆支护；

7.2建议：

    1、工程施工过程中应采用信息化施工，根据施工时反馈的信息，将对本设计作局部修改或补充，以便出现问题及时采取处理措施及时解决。

    2、施工过程中，如遇成孔难度较大或易跨孔的孔位，可将土钉改为花管施工。

    3、施工中，应严格按照设计施工，并保证施工质量满足现行的相关施工及验收规程规范。

    4、边坡坡顶周边应作地面防水措施，可在地表水泥抹面防止地表水渗入边坡。

    5、边坡坡顶地面不能堆载。  

参考文献

[1] 陈希哲. 土力学与地基基础[M] .北京: 清华大学出版社, 2000.
[2] 赵明阶, 何光春, 王多根. 边坡工程处治技术[M]. (第一版). 北京: 人民交通出版社, 2003.
[3] 郑恒祥, 袁志刚．滑坡分析与抗滑桩设计[M]. 北京: 人民交通出版社, 1998.
[4] 佴磊等著. 滑坡治理中的抗滑桩设计[J]. 吉林大学学报(地球科学版). 2002,32(2): 162-165.
[5] 叶涛. 抗滑桩在边坡治理中的应用[J]. 西部探矿工程. 2002,74(1): l13-116.
[6] GB50204—2002《混凝土结构工程质量验收规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002.
[7] GB50330—2002《建筑边坡工程技术规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002.
[8] 岩土工程手册编著委会.岩土工程手册[S]. 北京: 中国建筑出版社, 1994.
[9] GB50021-2001《岩土工程勘察规范》[S]. 北京: 中国建筑出版社, 1994.
[10] 卢廷浩. 土力学[M]. 河海大学出版社. 2002.
[11] GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》[S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2002.
[12] DB22/46-2004《贵州建筑岩土工程技术规范》贵阳：贵州省建筑设计研究院主编2004

目录

摘  要 IV

Abstract V

第一章 工程概况 1

第二章  场区工程地质条件 2

2.1地形地貌 2

2.2地质构造 2

2.3地层岩性 2

2.5气象条件 3

2.6水文地质条件 3

2.6.1地表水 3

2.6.2地下水 3

2.7工程地下水作用评价 4

2.7.1腐蚀性评价 4

2.7.2地下水作用评价 4

2.8场地抗震条件 4

2.9边坡周边地理环境 5

2.9.1西侧 5

2.9.2东侧 5

2.10边坡特征及岩土组构 5

2.10.1边坡特征及岩土组构 5

2.10.2边坡岩体主要结构面 5

第三章  边坡岩土物理力学参数 7

3.1基岩 7

3.2边坡强风化泥岩岩体内摩擦角折减系数 7

3.3结构面抗剪强度指标： 7

3.4中风化泥灰岩室内试验物理力学指标统计如下： 7

3.5边坡岩土物理力学指标取值 8

3.6边坡稳定安全系数 8

第四章  边坡稳定性分析 10

4.1岩质边坡的破环形式 10

4.1.1崩塌 10

4.1.2倾倒 10

4.1.3滑坡 11

4..1.4岩块流动 11

4.2赤极平投影分析 11

4.3边坡稳定性验算 13

4.3.1 1-1剖面 14

4.3.2 2-2剖面 14

4.3.3 3-3剖面 15

4.3.4 4-4剖面 15

4.3.5 5-5剖面 16

4.4理正边坡定量分析 22

4.4.1理正软件简介 22

4.4.2 1-1计算剖面 24

4.4.3 2-2计算剖面 25

4.4.4 3-3计算剖面 27

4.4.6  5-5计算剖面 30

第五章 边坡设计与支护 34

5.1岩土锚固技术的发展与应用 34

5.2 锚杆（索）的结构与分类： 34

5.3边坡支护形式简介 35

5.4  最优锚固角 38

5.5 A~B段（1-1剖面）支护结构设计计算 38

5.6 B~C段（2-2剖面）支护结构设计计算 41

5.7 C~D段（3-3剖面）支护结构设计计算 45

5.8 D ~E段（4-4剖面）支护结构设计计算 48

5.9  E ~F段（5-5剖面）支护结构设计计算 51

5.10 格构的设计要求 55

5.10.1 格构梁设计步骤 55

5.10.2计算配筋率 56

5.10.3单面配筋计算 56

5.11 格构设计与计算 56

5.11.1锚固荷载的确定： 56

5.11.2格构梁弯矩计算 57

5.11.3正截面配筋计算： 57

5.11.4斜截面配筋计算: 58

5.12 坡面板 59

5.12.1确定最大剪力和最大弯矩： 59

5.12.2坡面板混凝土抗剪承载能力验算： 60

第6章  边坡施工方案 61

6.1施工顺序 61

6.2施工要点 61

6.2.1应力锚索的施工要求 61

6.2.2 应力锚索的张拉要求 62

6.2.3 应力锚索的注浆要求 62

6.2.4 预应力锚索试验、质量检验 62

6.2.5其它要求 62

6.3喷射砼施工 62

第7章  结论及建议 64

7.1结论： 64

7.2建议： 64

参考文献 65

致谢 66

附 录 67